一种环状螺旋式声学黑洞减振结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115620689A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202211198339.8(22)申请日2022.09.29(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人季宏丽庄秋阳裘进浩黄薇邹宇琪(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师贾瑞华(51)Int.Cl.G10K11/16(2006.01)G10K11/162(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图6页(54)发明名称一种环状螺旋式声学黑洞减振结构(57)摘要本发明公开一种环状螺旋式声学黑洞减振结构，涉及减振降噪技术领域，包括采用耐高温材料制成的中心圆环、多个阿基米德螺线声学黑洞和环带；中心圆环套设于待减振管状结构的表面；每个阿基米德螺线声学黑洞均由一个一维声学黑洞的末端以阿基米德螺线的形式绕待减振管状结构卷曲形成；各一维声学黑洞的首端均通过中心圆环固定于待减振管状结构的表面，且各一维声学黑洞的首端沿待减振管状结构的周向均匀布设在中心圆环中；一维声学黑洞的厚度从一维声学黑洞的首端向一维声学黑洞的末端以指数形式递减；阻尼环带粘附于阿基米德螺线声学黑洞的最外层轮廓上，各环带共同构成减振结构的最外层轮廓。本发明适用管状结构的减振降噪，且轻质和耐高温。CN115620689ACN115620689A权利要求书1/1页1.一种环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述减振结构包括采用耐高温材料制成的中心圆环、多个阿基米德螺线声学黑洞和多个环带；所述中心圆环套设于待减振管状结构的表面；每个所述阿基米德螺线声学黑洞均由一个一维声学黑洞的末端以阿基米德螺线的形式绕所述待减振管状结构卷曲形成；各所述一维声学黑洞均相同；各所述一维声学黑洞的首端均通过所述中心圆环固定于所述待减振管状结构的表面，且各所述一维声学黑洞的首端沿所述待减振管状结构的周向均匀布设在所述中心圆环中；所述一维声学黑洞的首端为所述一维声学黑洞最厚的一端；所述一维声学黑洞的末端为所述一维声学黑洞最薄的一端；所述一维声学黑洞的厚度从所述一维声学黑洞的首端向所述一维声学黑洞的末端以指数形式递减；所述环带粘附于所述阿基米德螺线声学黑洞的最外层轮廓上，各所述环带共同构成所述减振结构的最外层轮廓；所述阿基米德螺线声学黑洞用于吸收并耗散掉所述待减振管状结构上任意位置产生的弯曲振动能量和扭转振动能量；所述环带用于消耗所述弯曲振动能量和所述扭转振动能量。2.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述阿基米德螺线声学黑洞的数量至少为4个。3.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述环带的数量至少为4个。4.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述阿基米德螺线声学黑洞的数量和所述环带的数量等同。5.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述指数的表达m式为h(x)＝εx+h0；其中，h(x)表示所述一维声学黑洞的厚度；ε表示系数；x表示所述一维声学黑洞的长度；m为常数，且m≥2；h0表示所述一维声学黑洞最薄的一端的厚度。6.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述环带为阻尼材料。7.根据权利要求6所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述阻尼材料为3M阻尼材料。8.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述中心圆环上设置有螺栓孔；所述螺栓孔用于固定连接两个所述待减振管状结构。9.根据权利要求1所述的环状螺旋式声学黑洞减振结构，其特征在于，所述中心圆环通过胶接或焊接方式固定于所述待减振管状结构的表面。2CN115620689A说明书1/8页一种环状螺旋式声学黑洞减振结构技术领域[0001]本发明涉及减振降噪技术领域，特别是涉及一种环状螺旋式声学黑洞减振结构。背景技术[0002]高减振性能的轻质结构的开发，一直是工程问题中的重要挑战。由于结构振动并产生噪声的本质是结构在边界多次反射产生的波动现象，以及弹性波与周围声介质的相互耦合作用。因此，实现结构减振降噪的一种有效手段就是针对结构中的弹性波进行控制。目前波的操控技术主要有两大类：主动控制和被动控制。主动控制一般需要外部供能，而且系统的设计也很繁琐，所以目前而言实用性不足，难以大规模推广。被动控制最常见的方式就是贴阻尼材料，但对于一些大型结构，则需要在其表面粘贴大量的阻尼材料，不但增加了经济成本，而且引入了过多附加质量，不利于结构的轻质化。[0003]声学黑洞(AcousticBlackHole，ABH)效应通过改变结构的厚度，使其按照一定的幂律变化从而改变结构阻抗，导致弹性波在结构中的传播速度逐渐减小。在理想